蚌式進氣道大發神威，減重增推人人愛-殲20戰鬥機進氣道分析

軍情 01-24

殲20戰鬥機在中國的航空史上，是一個極其閃耀的成就，也是我國航空工業從1970年代搞抬式飛機和殲9型號的延續，當然也加上了殲10戰鬥機的經驗，從這個意義上來說，殲20戰鬥機就是殲9戰鬥機的原地滿血復活版本，不過就是多了新時代的色彩-隱身和超音速巡航。

宋老的傑作，殲9戰鬥機，設計新穎，雖然客戶指標過於離譜失敗，但是還是延續到了殲20上復活

之前說過殲20有2個技術特點，一個就是共面的鴨翼邊條加三角機翼的氣動布局，另外一個就是bump蚌式超音速無附面層隔道進氣道。

先說說共面的鴨翼邊條架三角機翼的氣動布局設計，這種設計有獨特的優勢，優勢在於鴨翼不管上翻還是下翻，飛機的總升力不變，不像F22這一類的正常布局，飛機一抬頭，平尾就低頭減小飛機的總升力，殲20戰鬥機的氣動布局在鴨翼上偏的情況下，鴨翼增加升力，鴨翼下洗到主機翼造成主機翼升力減小，但是總升力幾乎保持不變。

在鴨翼下偏的情況下，鴨翼的本身的升力減小甚至為負數，但是鴨翼上洗渦流，使得在下游的機翼的實際迎角增加不少，實際上飛機的總升力還是保持保持不變。在這種極其奇葩的情況下，實際上鴨翼上偏和下偏，就單純造成低頭和抬頭效果，對於飛機的總升力是毫無影響的，就這麼一個優勢就使得殲20具備了極佳的機動性和強大的升阻比，使得用2台性能比較慘的AL31發動機，也有不亞於蘇27的航程。

殲20戰鬥機採用精心設計的共面的邊條鴨式布局，造就了傑出的機動性和超音速能力

殲20設計主要是超音速性能，尤其是超音速巡航，這個特點，在鴨翼邊條加三角機翼下，阻力不大，而且加上機身比較長，雖然原始設計的時候總師特別迫切縮小機頭尺寸，但是國內航電工業在2008-2009年時候，剛剛開始搞定脈衝多普勒雷達，有源相控陣雷達剛剛開始整，心裡沒底，就要了一個比較大的尺寸和重量，別的設備廠家也是如此，導彈武器廠家也要超大超長的彈倉，而發動機廠家表示跟隨美國F119發動機的步伐，追求高空高速大推力，發動機耗油率必須是個渦噴的路子，超級的油老虎，飛機必須要超級多的內油，為了保證指標，必須比F22戰鬥機多出至少一半的油量，最終在廠家的強大壓力下，設計師只好妥協，於是就得到現在這個機頭機身比較肥碩的結果。

殲20很長，很肥，這是總師無可奈何的選擇

當然，總師也不是這麼束手無策，從最終定了架構之後，飛機就這麼大了，基本無能為力了，但是總師還有一個大殺氣，這個就是競標，全過程全要素競標，同樣東西和淘寶比價，最終在一輪又一輪的優化努力下，各個設備廠家包括飛機各個設計部門，都做了多輪的減重減租設計，最終殲20戰鬥機變成一個外殼很大的倉庫，每個儲存室都沒塞滿東西，各個都空了一截，當然，這為下一個型號做好準備，直接做一個緊湊的精簡的更精銳的型號做好準備，比如艦載機。

殲20戰鬥機在設計的時候，進氣道就存在兩個路子可選擇，一個是F22的carret進氣道，一個就是F35的bump超音速無附面層隔道進氣道，最終選擇了後者，理由是，後者無可動部件，而且重量輕，隱身好，最最牛的是，這種進氣道為飛機提供了高質量的進氣氣流而且能量損耗極小，而不像別的進氣道容易哮喘，進來的空氣一時多一時少，造成發動機在嗆死和餓死之間來回掙扎。

F22戰鬥機的進氣道，有附面層隔道，隱身不好處理，阻力也大

F22進氣道的設計，弱點是有脊背有放氣門，而且有附面層隔道，重量大，阻力大，隱身難處理，最終算下來，不是一種特別好的選擇，當然，老大所當年在設計三翼面隱身戰鬥機和殲20競標的時候，由於有F22戰鬥機做先例，由於先入為主的思維慣性，也採用了這種重量和隱身都不算好的進氣道。

F22戰鬥機脊背也有2個巨大的放氣門，進氣過多時候打開，怕吃撐了

殲20採用了蚌式超音速進氣道，優勢在哪裡呢？這個我們拿不到第一手的資料，先從第一款國產蚌式進氣道的飛機梟龍說起，

大家都知道發動機進氣道設計的進氣道設計是戰鬥機設計的關鍵之一，因為進氣道總壓恢復係數提高1%，可使發動機推力提高1.3%～1.5%；進氣道發動機匹配優劣直接關係到飛行的安全；此外，進氣道還是飛機前向三大強散射源之一，占飛機整機RCS(前向)的30-50%。因此，各國對進氣道的設計都非常重視，對於隱身戰鬥機而言採用蚌式進氣道算是比較好的選擇。

梟龍戰鬥機從04架進氣道從原來的固定斜板改成蚌式進氣道，最終飛機重量減輕了100公斤左右，而且發動機推力還因為新的發動機進氣道設計而增加了2.6%-6%，最最喜人的就是，發動機的工作穩定性大大提高了，這是戰鬥機最核心戰鬥力的主要影響因素之一。

從圖上可以看出，換了蚌式進氣道後，發動機進氣能量損耗全盤降低

從實驗效果來看，梟龍戰鬥機飛的慢和飛的快發動機都更不容易熄火

蚌式進氣道不像別的進氣道，偏離的工作點外，指標就大幅度下降，這個進氣道的特點就是亞臨界狀態比較寬，簡單點說就是不挑嘴，空氣多點沒事，空氣少點也沒啥，最終到發動機那裡都比較穩定。

當然美好的事情時不時會發生，我們很幸運的找到了一種極其類似殲20戰鬥機的設計實驗報告，這個報告就提到蚌式進氣道的特殊優點，簡單點說，就是這個進氣道會積極主動的把從上游多個收費站過來的變質空氣直接往外推，不吃到肚子裡面，這個理由就是，這個進氣道有2隻看不見的手，一隻手把空氣從內向外推，一個手把附面層空氣從鼓包向兩側推，學名叫壓力梯度，就是鼓包處壓力大，鼓包外壓力小，這麼慢慢趕著變質的附面層氣流往外跑。